The Biot number (Bi) is a dimensionless quantity used in heat transfer calculations, named for the eighteenth-century French physicist Jean-Baptiste Biot (1774–1862). The Biot number is the ratio of the thermal resistance for conduction inside a body to the resistance for convection at the surface of the body. This ratio indicates whether the temperature inside a body varies significantly in space when the body is heated or cooled over time by a heat flux at its surface.
In general, problems involving small Biot numbers (much smaller than 1) are analytically simple, as a result of nearly uniform temperature fields inside the body. Biot numbers of order one or greater indicate more difficult problems with nonuniform temperature fields inside the body.
The Biot number appears in a number of heat transfer problems, including transient heat conduction and fin heat transfer calculations.
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The Biot number is defined as:
where:
is the thermal conductivity of the body [W/(m·K)]
is a convective heat transfer coefficient [W/(m2·K)]
is a characteristic length [m] of the geometry considered.
(The Biot number should not be confused with the Nusselt number, which employs the thermal conductivity of the fluid rather than that of the body.)
The characteristic length in most of relevant problems becomes the heat characteristic length, i.e. the ratio between the body volume and the heated (or cooled) surface of the body:
Here, the subscript Q, for heat, is used to denote that the surface to be considered is only the portion of the total surface through which the heat passes.
The physical significance of Biot number can be understood by imagining the heat flow from a small hot metal sphere suddenly immersed in a pool, to the surrounding fluid. The heat flow experiences two resistances: the first for conduction within the solid metal (which is influenced by both the size and composition of the sphere), and the second for convection at the surface of the sphere.
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This course covers fundamentals of heat transfer and applications to practical problems. Emphasis will be on developing a physical and analytical understanding of conductive, convective, and radiative
Ce cours fournit aux étudiants l'expérience pratique avec les "opérations unitaires" simples basées sur le transfert de chaleur et de masse. Les étudiants développent la capacité d'augmenter l'échelle
The course will deepen the fundamentals of heat transfer. Particular focus will be put on radiative and convective heat transfer, and computational approaches to solve complex, coupled heat transfer p
Le nombre de Biot (Bi) est un nombre sans dimension utilisé dans les calculs de transfert thermique en phase transitoire. Il compare les résistances au transfert thermique à l'intérieur et à la surface d'un corps. Ce nombre porte le nom de Jean-Baptiste Biot (1774-1862), physicien français. On le définit de la manière suivante : avec : h - coefficient global de transfert thermique (W·m-2·K-1) LC - longueur caractéristique (m) λb - conductivité thermique du corps (W·m-1·K-1) La longueur caractéristique est habituellement définie par le rapport du volume du corps et de sa surface , ou encore pour une ailette, par le rapport de sa section à son périmètre .
vignette|alt=Autour d'un feu, des mains reçoivent sa chaleur par rayonnement (sur le côté), par convection (au-dessus de ses flammes) et par conduction (à travers un ustensile en métal).|Les modes de transfert thermique ( en anglais pour « rayonnement »). Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est l'un des modes d'échange d'énergie interne entre deux systèmes, l'autre étant le travail : c'est un transfert d'énergie thermique qui s'effectue hors de l'équilibre thermodynamique.
vignette|Schéma fonctionnel comportant un générateur de tension idéal et une résistance. La modélisation par blocs fonctionnels simplifie la description du comportement d'un système physique distribué en le réduisant à un graphe (ou « topologie ») constitué d’éléments séparés, les blocs fonctionnels. Elle intervient dans les domaines les plus variés, depuis le réseau de distribution à la linguistique en passant par les circuits (thermiques, électriques ou électroniques, pneumatiques, hydrauliques), les robots, l'acoustique, etc.
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